随着我国煤炭开采强度和开采条件日益复杂,传统的岩石力学理论和试验手段已难以满足工程需求。面对这一难题,文志杰带领团队从基础试验装备研发入手,开展了一系列原创性工作。
针对深部采动力学环境与室内力学试验难以有效匹配工程难题,团队创新研发了“深部采动应力试验系统”“三轴蠕变扰动冲击试验系统”“‘力-水’耦合加载试验系统”等采掘巷道原位灾变核心试验装备,初步解决了采动力全周期演化、开采低频工程扰动等深部采掘巷道原位力学试验技术难题。国际知名岩石力学专家Nick Barton教授评价:“该装备首次实现真实开采扰动荷载谱复现”,日本工程院外籍院士蒋宇静教授指出:“该研究可提出采动岩体损伤新模式。”
针对深部采动诱发的巷道大变形及冲击等岩体灾害工程难题,他发明了“空间靶向卸压、灾变定量控制、岩体力学改性”新工艺和系列支护设备,实现了关键岩层精准释能、采掘巷道固能改性巷道“高保低损”技术创新,研究成果得到了中国工程院何满潮院士、中国科学院赖远明院士的正面评价和引用。同时,成果应用于山东能源集团上海庙一号井,有效解决了因极软围岩导致工作面开采困难的难题,实现顺槽月掘进进尺由150m提高到500m。
针对采动岩体灾害全时域感知与预警工程难题,提出了岩层破坏应力法预警准则和围岩破坏统一强度准则,开发了采动岩体灾害智能感知及预警平台,顶板破坏预警时效提升8%以上,研究成果得到了中国工程院彭苏萍院士的积极评价,该平台在黔西、金沙、织金等县市煤矿应用,并与临汾市应急局合作搭建了蒲县顶板灾害管控平台,助力煤矿安全高效开采。
研究成果先后获贵州省科技进步奖一等奖1项、山东省科技进步奖二等奖2项、贵州省科技进步奖二等奖1项、山东省专利奖二等奖1项、中国岩石力学与工程学会科技进步奖一等奖1项、全国发明展览会金奖1项、山东省科技工作者创新大赛一等奖1项等。十五年来,文志杰及其团队研究成果已在我国煤矿、非煤矿山等领域应用。

薪火相传 做工匠精神的传承者